Question

17．與MnO₂-Zn電池類似，K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，請(qǐng)回答下列問題：
（1）該電池放電時(shí)生成+3價(jià)鐵的化合物，則電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為FeO₄^2-+4H₂O+3e^-=Fe（OH）₃↓+5OH^-；
（2）完成制備電池正極材料過程中某一反應(yīng)的化學(xué)方程式：
2FeCl₃+10NaOH+3NaClO═2Na₂FeO₄+9NaCl+5H₂O
（3）FeO₄^2-具有強(qiáng)氧化性，在其鉀鹽溶液中加入稀硫酸，溶液變?yōu)辄S色，并有無色氣體產(chǎn)生，該反應(yīng)的離子方程式為4 FeO₄^2-+20 H⁺=4Fe³⁺+3O₂↑+10H₂O．

Answer 1

分析 （1）K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，正極上FeO₄^2-得電子和H₂O反應(yīng)生成Fe（OH）₃；
（2）反應(yīng)中NaClO是氧化劑，還原產(chǎn)物是NaCl，根據(jù)元素守恒，可知反應(yīng)式中需要補(bǔ)充NaCl和H₂O，根據(jù)化合價(jià)升降法配平方程；
（3）FeO₄^2- 具有強(qiáng)氧化性，在其鈉鹽溶液中加入稀硫酸，溶液變?yōu)辄S色，說明有Fe³⁺生成，并有無色氣體產(chǎn)生，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，只能為O元素被氧化，故還生成O₂，配平書寫離子方程式．

解答 解：（1）K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作為正極材料，正極上FeO₄^2-得電子和H₂O反應(yīng)生成Fe（OH）₃，電極反應(yīng)式為FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5 OH^-，故答案為：FeO₄^2-+4H₂O+3e^-=Fe（OH）₃↓+5OH^-；
（2）反應(yīng)中FeCl₃→Na₂FeO₄，鐵元素化合價(jià)由+3價(jià)升高為+6價(jià)，化合價(jià)總升高3價(jià)，NaClO→NaCl，氯元素化合價(jià)由+1降低為-1價(jià)，化合價(jià)總共降低2價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為6，故FeCl₃系數(shù)為2，NaClO系數(shù)為3，由鐵元素守恒可知 Na₂FeO₄系數(shù)為2，由氯元素守恒可知NaCl系數(shù)為2×3+3=9，根據(jù)鈉元素守恒可知NaOH系數(shù)為9+2×2=13，由氫元素守恒可知H₂O系數(shù)為5，配平方程式為2FeCl₃+10NaOH+3NaClO=2Na₂FeO₄+9NaCl+5H₂O，故答案為：2、10、3、2、9NaCl、5H₂O；（3）FeO₄^2- 具有強(qiáng)氧化性，在其鈉鹽溶液中加入稀硫酸，溶液變?yōu)辄S色，說明有Fe³⁺生成，并有無色氣體產(chǎn)生，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，只能為O元素被氧化，故還生成O₂，反應(yīng)離子方程式為：4 FeO₄^2-+20 H⁺=4Fe³⁺+3O₂↑+10H₂O，
故答案為：4 FeO₄^2-+20 H⁺=4Fe³⁺+3O₂↑+10H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)及電極反應(yīng)的書寫，為高考常見題型，側(cè)重氧化還原反應(yīng)的離子反應(yīng)考查，注意電子、電荷守恒，注重化學(xué)用語的夯實(shí)訓(xùn)練，題目難度不大．